JPH11177129A - チップ型ｌｅｄ、ｌｅｄランプおよびｌｅｄディスプレイ - Google Patents
チップ型ｌｅｄ、ｌｅｄランプおよびｌｅｄディスプレイInfo
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- JPH11177129A JPH11177129A JP34596497A JP34596497A JPH11177129A JP H11177129 A JPH11177129 A JP H11177129A JP 34596497 A JP34596497 A JP 34596497A JP 34596497 A JP34596497 A JP 34596497A JP H11177129 A JPH11177129 A JP H11177129A
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- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬＥＤ発光素子から封止体に入射する光の量
を増やし、ＬＥＤの発光効率を高める。 【解決手段】 プリント配線基板２にボンディングされ
ているＬＥＤ発光素子１が封止体で覆われているチップ
型ＬＥＤ１０であり、この封止体は低融点ガラス３であ
る。低融点ガラス３の屈折率は２程度であり、ＬＥＤ発
光素子１の屈折率は２．３〜４．０程度である。
を増やし、ＬＥＤの発光効率を高める。 【解決手段】 プリント配線基板２にボンディングされ
ているＬＥＤ発光素子１が封止体で覆われているチップ
型ＬＥＤ１０であり、この封止体は低融点ガラス３であ
る。低融点ガラス３の屈折率は２程度であり、ＬＥＤ発
光素子１の屈折率は２．３〜４．０程度である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、表示用として各
種計測機器や屋外の案内板等に利用される発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）およびＬＥＤディスプレイに関するもので
ある。
種計測機器や屋外の案内板等に利用される発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）およびＬＥＤディスプレイに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＬＥＤ発光素子は、リードフレームまた
はプリント配線基板などの所望の部材にボンディングさ
れ、透明性樹脂である封止体でモールドされる。封止体
には、通常、エポキシ樹脂が用いられている。ＬＥＤ発
光素子は内部から光を放出し、この光はエポキシ樹脂を
介して空気中に放出されることになる。
はプリント配線基板などの所望の部材にボンディングさ
れ、透明性樹脂である封止体でモールドされる。封止体
には、通常、エポキシ樹脂が用いられている。ＬＥＤ発
光素子は内部から光を放出し、この光はエポキシ樹脂を
介して空気中に放出されることになる。
【０００３】図７に示されるように、ＬＥＤ発光素子１
は、電極パッド５を介してワイヤＷとボンディングされ
ていることが多い。発光点Ｐからの光６は、ワイヤＷの
ボンディング部分によって、大部分が遮断される。ＬＥ
Ｄの発光効率を高めるには、できるだけ多くの光６をＬ
ＥＤ発光素子１から放出させてエポキシ樹脂７０に入射
させる必要がある。エポキシ樹脂７０に光拡散剤が添加
されていることが多いＬＥＤディスプレイについて考え
ると、ＬＥＤ発光素子１からエポキシ樹脂７０に入射す
る光６の量を多くすることは、発光効率を高めるうえで
さらに重要となる。
は、電極パッド５を介してワイヤＷとボンディングされ
ていることが多い。発光点Ｐからの光６は、ワイヤＷの
ボンディング部分によって、大部分が遮断される。ＬＥ
Ｄの発光効率を高めるには、できるだけ多くの光６をＬ
ＥＤ発光素子１から放出させてエポキシ樹脂７０に入射
させる必要がある。エポキシ樹脂７０に光拡散剤が添加
されていることが多いＬＥＤディスプレイについて考え
ると、ＬＥＤ発光素子１からエポキシ樹脂７０に入射す
る光６の量を多くすることは、発光効率を高めるうえで
さらに重要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤ発光素子１から
エポキシ樹脂７０に入射する光の量は、ＬＥＤ発光素子
１の屈折率（以下、ｎL ）とエポキシ樹脂７０の屈折率
（以下、ｎE ）との比率によって決定される。空気の屈
折率（以下、ｎa ）を１とすると、ｎE は通常１．５程
度である。ｎL はＬＥＤ発光素子１の素材によって異な
る。具体的にはＧａＰ系ＬＥＤ発光素のｎL は３．４程
度、ＧａＮ系ＬＥＤ発光素子のｎL は２．３程度、サフ
ァイアを基板とするＬＥＤ発光素子のｎL は通常４．０
程度である。上記のｎL （≒２．３〜４．０）とｎ
E （≒１．５）との比率では、図７に示されるように、
ＬＥＤ発光素子１とエポキシ樹脂７０との境界における
全反射臨界角βが比較的小さいので、ＬＥＤ発光素子１
の表面で全反射して素子内に戻る光６の量が多くなって
しまう。従って、エポキシ樹脂７０を封止体としたＬＥ
Ｄは、発光効率が高いものとはいえなかった。
エポキシ樹脂７０に入射する光の量は、ＬＥＤ発光素子
１の屈折率（以下、ｎL ）とエポキシ樹脂７０の屈折率
（以下、ｎE ）との比率によって決定される。空気の屈
折率（以下、ｎa ）を１とすると、ｎE は通常１．５程
度である。ｎL はＬＥＤ発光素子１の素材によって異な
る。具体的にはＧａＰ系ＬＥＤ発光素のｎL は３．４程
度、ＧａＮ系ＬＥＤ発光素子のｎL は２．３程度、サフ
ァイアを基板とするＬＥＤ発光素子のｎL は通常４．０
程度である。上記のｎL （≒２．３〜４．０）とｎ
E （≒１．５）との比率では、図７に示されるように、
ＬＥＤ発光素子１とエポキシ樹脂７０との境界における
全反射臨界角βが比較的小さいので、ＬＥＤ発光素子１
の表面で全反射して素子内に戻る光６の量が多くなって
しまう。従って、エポキシ樹脂７０を封止体としたＬＥ
Ｄは、発光効率が高いものとはいえなかった。
【０００５】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、ＬＥＤの発光効率を高め、か
つ、ＬＥＤの品質も維持することをその課題としてい
る。
出されたものであって、ＬＥＤの発光効率を高め、か
つ、ＬＥＤの品質も維持することをその課題としてい
る。
【０００６】
【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
は、次の技術的手段を講じている。
【０００７】すなわち、本願発明の第１の側面は、プリ
ント配線基板にボンディングされているＬＥＤ発光素子
が封止体で覆われているチップ型ＬＥＤにおいて、上記
封止体は低融点ガラスであることに特徴づけられる。
ント配線基板にボンディングされているＬＥＤ発光素子
が封止体で覆われているチップ型ＬＥＤにおいて、上記
封止体は低融点ガラスであることに特徴づけられる。
【０００８】本願発明は、低融点ガラスでＬＥＤ発光素
子を封止して、ＬＥＤ発光素子から封止体である低融点
ガラスに入射する光の量を多くするものである。ＬＥＤ
発光素子内の発光点から放出される光の一部は、低融点
ガラスの屈折率（ｎG ）とＬＥＤ発光素子の屈折率（ｎ
L ）とが異なるので、ＬＥＤ発光素子の表面で全反射し
て内部に戻される。ＬＥＤ発光素子から低融点ガラスに
入射できる光の量は、ＬＥＤ発光素子と封止体である低
融点ガラスとの境界での全反射臨界角によって決定さ
れ、この全反射臨界角はｎL とｎG との比率によって決
定される。上記比率が１に近くなるほど上記全反射臨界
角が大きくなり、ＬＥＤ発光素子の表面で全反射して内
部に戻る光が少なくなる。ＬＥＤ発光素子から放出され
た光は、封止体である低融点ガラスを介して空気中に放
出される。
子を封止して、ＬＥＤ発光素子から封止体である低融点
ガラスに入射する光の量を多くするものである。ＬＥＤ
発光素子内の発光点から放出される光の一部は、低融点
ガラスの屈折率（ｎG ）とＬＥＤ発光素子の屈折率（ｎ
L ）とが異なるので、ＬＥＤ発光素子の表面で全反射し
て内部に戻される。ＬＥＤ発光素子から低融点ガラスに
入射できる光の量は、ＬＥＤ発光素子と封止体である低
融点ガラスとの境界での全反射臨界角によって決定さ
れ、この全反射臨界角はｎL とｎG との比率によって決
定される。上記比率が１に近くなるほど上記全反射臨界
角が大きくなり、ＬＥＤ発光素子の表面で全反射して内
部に戻る光が少なくなる。ＬＥＤ発光素子から放出され
た光は、封止体である低融点ガラスを介して空気中に放
出される。
【０００９】従来のチップ型ＬＥＤはエポキシ樹脂を封
止体としているが、本願発明では低融点ガラスを封止体
としている。低融点ガラスは、融点が４００℃前後であ
り、屈折率の高いものが多く、光学ガラスとして利用で
きる。低融点ガラスの屈折率（ｎG ）は２程度であり、
具体的に１．５〜２．５の範囲内にある。
止体としているが、本願発明では低融点ガラスを封止体
としている。低融点ガラスは、融点が４００℃前後であ
り、屈折率の高いものが多く、光学ガラスとして利用で
きる。低融点ガラスの屈折率（ｎG ）は２程度であり、
具体的に１．５〜２．５の範囲内にある。
【００１０】上述のように本願発明における封止体であ
る低融点ガラスの屈折率（ｎG ）は２程度であり、従来
の封止体であるエポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）
と比較してＬＥＤ発光素子の屈折率（ｎL ≒２．３〜
４．０）に近い値となっている。従来のチップ型ＬＥＤ
でのｎL とｎE との比率（ｎE ／ｎL ）よりも、本願発
明のチップ型ＬＥＤでのｎL とｎG との比率（ｎG ／ｎ
L ）の方が１に近いので、本願発明のチップ型ＬＥＤに
おけるＬＥＤ発光素子と封止体との境界での全反射臨界
角は、従来のチップ型ＬＥＤにおける同全反射臨界角よ
りも大きくなる。この全反射臨界角が大きくなることに
よって、ＬＥＤ発光素子から放出されて封止体（低融点
ガラス）に入射する光の量が増え、本願発明に係るチッ
プ型ＬＥＤの発光効率は高くなる。
る低融点ガラスの屈折率（ｎG ）は２程度であり、従来
の封止体であるエポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）
と比較してＬＥＤ発光素子の屈折率（ｎL ≒２．３〜
４．０）に近い値となっている。従来のチップ型ＬＥＤ
でのｎL とｎE との比率（ｎE ／ｎL ）よりも、本願発
明のチップ型ＬＥＤでのｎL とｎG との比率（ｎG ／ｎ
L ）の方が１に近いので、本願発明のチップ型ＬＥＤに
おけるＬＥＤ発光素子と封止体との境界での全反射臨界
角は、従来のチップ型ＬＥＤにおける同全反射臨界角よ
りも大きくなる。この全反射臨界角が大きくなることに
よって、ＬＥＤ発光素子から放出されて封止体（低融点
ガラス）に入射する光の量が増え、本願発明に係るチッ
プ型ＬＥＤの発光効率は高くなる。
【００１１】本願発明の第２の側面は、リードフレーム
にボンディングされているＬＥＤ発光素子が封止体で覆
われているＬＥＤランプにおいて、上記封止体は低融点
ガラスであることに特徴づけられる。
にボンディングされているＬＥＤ発光素子が封止体で覆
われているＬＥＤランプにおいて、上記封止体は低融点
ガラスであることに特徴づけられる。
【００１２】本願発明のＬＥＤランプでも、チップ型Ｌ
ＥＤのときと同様に、発光効率を高めるには、封止体に
できるだけ多くの光を入射させる必要がある。従来のＬ
ＥＤランプではエポキシ樹脂（ｎE ≒１．５）が封止体
であるが、本願発明では低融点ガラス（ｎG ≒２）が封
止体である。従って、本願発明に係るＬＥＤランプにお
いても、ＬＥＤ発光素子と封止体との境界での全反射臨
界角が大きくなり、ＬＥＤ発光素子から封止体である低
融点ガラスに入射する光の量が多くなり、ＬＥＤランプ
の発光効率が従来よりも高くなる。
ＥＤのときと同様に、発光効率を高めるには、封止体に
できるだけ多くの光を入射させる必要がある。従来のＬ
ＥＤランプではエポキシ樹脂（ｎE ≒１．５）が封止体
であるが、本願発明では低融点ガラス（ｎG ≒２）が封
止体である。従って、本願発明に係るＬＥＤランプにお
いても、ＬＥＤ発光素子と封止体との境界での全反射臨
界角が大きくなり、ＬＥＤ発光素子から封止体である低
融点ガラスに入射する光の量が多くなり、ＬＥＤランプ
の発光効率が従来よりも高くなる。
【００１３】本願発明の第３の側面によって提供される
ＬＥＤディスプレイは、反射ケースに設けられたセグメ
ント窓孔の底部にあるリードフレームまたはプリント配
線基板にＬＥＤ発光素子がボンディングされており、上
記ＬＥＤ発光素子は、上記セグメント窓孔内に充填され
て硬化している低融点ガラスによって封止されているこ
とを特徴とするものである。
ＬＥＤディスプレイは、反射ケースに設けられたセグメ
ント窓孔の底部にあるリードフレームまたはプリント配
線基板にＬＥＤ発光素子がボンディングされており、上
記ＬＥＤ発光素子は、上記セグメント窓孔内に充填され
て硬化している低融点ガラスによって封止されているこ
とを特徴とするものである。
【００１４】本願発明に係るＬＥＤディスプレイにおい
ても、低融点ガラス（ｎG ≒２）をＬＥＤ発光素子を覆
う封止体としている。従って、この場合もチップ型ＬＥ
ＤやＬＥＤランプについてすでに述べたのと同様に、Ｌ
ＥＤ発光素子と封止体との境界における全反射臨界角が
大きくなって、ＬＥＤ発光素子から低融点ガラスに入射
する光が多くなるので、本願発明のＬＥＤディスプレイ
の発光効率は従来よりも高くなる。
ても、低融点ガラス（ｎG ≒２）をＬＥＤ発光素子を覆
う封止体としている。従って、この場合もチップ型ＬＥ
ＤやＬＥＤランプについてすでに述べたのと同様に、Ｌ
ＥＤ発光素子と封止体との境界における全反射臨界角が
大きくなって、ＬＥＤ発光素子から低融点ガラスに入射
する光が多くなるので、本願発明のＬＥＤディスプレイ
の発光効率は従来よりも高くなる。
【００１５】本願発明では、低融点ガラスの種類は特に
限定されることはないが、屈折率や融点を考慮すると、
鉛ガラスが適している。鉛ガラスで封止されるＬＥＤ発
光素子は、鉛ガラスの融点である４００℃前後の温度に
耐えられる。このため４００℃付近の温度で鉛ガラスを
溶かしたり、固めたりしてもＬＥＤ発光素子の特性は変
化することがない。
限定されることはないが、屈折率や融点を考慮すると、
鉛ガラスが適している。鉛ガラスで封止されるＬＥＤ発
光素子は、鉛ガラスの融点である４００℃前後の温度に
耐えられる。このため４００℃付近の温度で鉛ガラスを
溶かしたり、固めたりしてもＬＥＤ発光素子の特性は変
化することがない。
【００１６】このように、本願発明に係るチップ型ＬＥ
Ｄ、ＬＥＤランプ、ＬＥＤディスプレイでは、ＬＥＤ発
光素子を覆う封止体として、エポキシ樹脂の代わりに低
融点ガラスを用いている。低融点ガラスの屈折率（ｎG
≒２．０）は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）
よりも高く、ＬＥＤ発光素子の屈折率（ｎL ≒２．３〜
４．０）に近くなっている。低融点ガラスでＬＥＤ発光
素子を封止することによって、ＬＥＤ発光素子の表面で
全反射して内部に戻る光が少なくなり、ＬＥＤ発光素子
から放出されて低融点ガラスに入射する光の量が多くな
る。その結果、本願発明に係るチップ型ＬＥＤ等の発光
効率は、エポキシ樹脂でＬＥＤ発光素子を封止している
従来のものよりも高くなる。低融点ガラスは、水分を吸
うことがないので、環境が変化してもチップ型ＬＥＤや
ＬＥＤディスプレイの品質を低下させることがない。低
融点ガラスと接合するセラミックス基板によって、チッ
プ型ＬＥＤは、従来よりも耐熱性が高いものとなる。
Ｄ、ＬＥＤランプ、ＬＥＤディスプレイでは、ＬＥＤ発
光素子を覆う封止体として、エポキシ樹脂の代わりに低
融点ガラスを用いている。低融点ガラスの屈折率（ｎG
≒２．０）は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）
よりも高く、ＬＥＤ発光素子の屈折率（ｎL ≒２．３〜
４．０）に近くなっている。低融点ガラスでＬＥＤ発光
素子を封止することによって、ＬＥＤ発光素子の表面で
全反射して内部に戻る光が少なくなり、ＬＥＤ発光素子
から放出されて低融点ガラスに入射する光の量が多くな
る。その結果、本願発明に係るチップ型ＬＥＤ等の発光
効率は、エポキシ樹脂でＬＥＤ発光素子を封止している
従来のものよりも高くなる。低融点ガラスは、水分を吸
うことがないので、環境が変化してもチップ型ＬＥＤや
ＬＥＤディスプレイの品質を低下させることがない。低
融点ガラスと接合するセラミックス基板によって、チッ
プ型ＬＥＤは、従来よりも耐熱性が高いものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して説明する。
て、添付図面を参照して説明する。
【００１８】図１は、本願発明に係るチップ型ＬＥＤ１
０の一実施例を示す要部断面図である。チップ型ＬＥＤ
１０は、主としてＬＥＤ発光素子１、プリント配線基板
２、封止体である低融点ガラス３から構成される。プリ
ント配線基板２は、ＬＥＤ発光素子１やワイヤＷをボン
ディングする位置に配線パターン４を有している。ＬＥ
Ｄ発光素子１は、配線パターン４に導通する電極７（図
２参照）を底面全体に有し、ワイヤボンディング用の電
極パッド５（図２参照）を上面に有している。ＬＥＤ発
光素子１の屈折率（ｎL ）は素材によって異なるが、
２．３〜４．０程度である。低融点ガラス３は鉛を含有
するものであり、屈折率（ｎG ）が２．０程度である。
なお、従来、封止体として用いられてきたエポキシ樹脂
の屈折率（ｎE ）は１．５程度である。
０の一実施例を示す要部断面図である。チップ型ＬＥＤ
１０は、主としてＬＥＤ発光素子１、プリント配線基板
２、封止体である低融点ガラス３から構成される。プリ
ント配線基板２は、ＬＥＤ発光素子１やワイヤＷをボン
ディングする位置に配線パターン４を有している。ＬＥ
Ｄ発光素子１は、配線パターン４に導通する電極７（図
２参照）を底面全体に有し、ワイヤボンディング用の電
極パッド５（図２参照）を上面に有している。ＬＥＤ発
光素子１の屈折率（ｎL ）は素材によって異なるが、
２．３〜４．０程度である。低融点ガラス３は鉛を含有
するものであり、屈折率（ｎG ）が２．０程度である。
なお、従来、封止体として用いられてきたエポキシ樹脂
の屈折率（ｎE ）は１．５程度である。
【００１９】赤色や緑色のＬＥＤ発光素子１は、ＧａＰ
基板やＧａＡｓＰ基板等の導電性基板を用いて製造され
る。上記基板の表面に、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半
導体層が順次積層されている。ＬＥＤ発光素子１は、ｎ
型半導体層とｐ型半導体層との間の電子の遷移によって
発光し、発光色によって材料および製造工程が異なる。
例えばＧａＰ赤色ＬＥＤは、ＧａＰにＺｎとＯとがドー
プされたものが発光層となっている。ＧａＰ赤色ＬＥＤ
の製造工程は、以下のとおりである。先ず、液相エピタ
キシャル（ＬＰＥ）法によって、ｎ−ＧａＰ層、発光
層、ｐ−ＧａＰ層をＧａＰ基板上に順次形成する。得ら
れたエピウエハを研磨してからｐ−ＧａＰ層の表面に電
極５を形成し、ＧａＰ基板の裏面に電極７を形成する。
エピウエハからダイシングによって、複数のＬＥＤ発光
素子１が得られる。
基板やＧａＡｓＰ基板等の導電性基板を用いて製造され
る。上記基板の表面に、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半
導体層が順次積層されている。ＬＥＤ発光素子１は、ｎ
型半導体層とｐ型半導体層との間の電子の遷移によって
発光し、発光色によって材料および製造工程が異なる。
例えばＧａＰ赤色ＬＥＤは、ＧａＰにＺｎとＯとがドー
プされたものが発光層となっている。ＧａＰ赤色ＬＥＤ
の製造工程は、以下のとおりである。先ず、液相エピタ
キシャル（ＬＰＥ）法によって、ｎ−ＧａＰ層、発光
層、ｐ−ＧａＰ層をＧａＰ基板上に順次形成する。得ら
れたエピウエハを研磨してからｐ−ＧａＰ層の表面に電
極５を形成し、ＧａＰ基板の裏面に電極７を形成する。
エピウエハからダイシングによって、複数のＬＥＤ発光
素子１が得られる。
【００２０】図２は、本願発明に係るチップ型ＬＥＤ１
０による発光の状態を示す一部拡大断面図である。低融
点ガラス３の屈折率（ｎG ≒２．０）がＬＥＤ発光素子
１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．０）よりも低いので、
ＬＥＤ発光素子１内の発光点Ｐから放出された光６の一
部は、ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射して内部に戻さ
れる。ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射しなかった光６
の大部分は、ワイヤＷのボンディング部分で遮断され
る。従って、ＬＥＤの発光効率を高めるには、ＬＥＤ発
光素子１の表面で全反射する光６の量を少なくするこ
と、即ち、ＬＥＤ発光素子１と低融点ガラス３との境界
における全反射臨界角αを大きくし、ＬＥＤ発光素子１
から低融点ガラス３に入射する光６の量を多くすること
が重要である。低融点ガラス３に光拡散剤が添加されて
いるような場合、ＬＥＤの発光効率を高めるには、低融
点ガラス３に入射する光６の量を増やすことはさらに重
要になる。
０による発光の状態を示す一部拡大断面図である。低融
点ガラス３の屈折率（ｎG ≒２．０）がＬＥＤ発光素子
１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．０）よりも低いので、
ＬＥＤ発光素子１内の発光点Ｐから放出された光６の一
部は、ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射して内部に戻さ
れる。ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射しなかった光６
の大部分は、ワイヤＷのボンディング部分で遮断され
る。従って、ＬＥＤの発光効率を高めるには、ＬＥＤ発
光素子１の表面で全反射する光６の量を少なくするこ
と、即ち、ＬＥＤ発光素子１と低融点ガラス３との境界
における全反射臨界角αを大きくし、ＬＥＤ発光素子１
から低融点ガラス３に入射する光６の量を多くすること
が重要である。低融点ガラス３に光拡散剤が添加されて
いるような場合、ＬＥＤの発光効率を高めるには、低融
点ガラス３に入射する光６の量を増やすことはさらに重
要になる。
【００２１】低融点ガラス３の屈折率（ｎG ≒２．０）
は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）よりも大き
く、ＬＥＤ発光素子１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．
０）に近くなっている。このため、図１に示される全反
射臨界角αは、図７に示される全反射臨界角βよりも大
きくなる。すなわち、上記実施形態のチップ型ＬＥＤ１
０では、ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射して内部に戻
る光６の量が、エポキシ樹脂を封止体としている従来の
チップ型ＬＥＤよりも少なくなる。ＬＥＤ発光素子１か
ら放出されて封止体である低融点ガラス３に入射する光
の量が多くなるので、チップ型ＬＥＤ１０は、従来のも
のよりも発光効率に優れている。
は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）よりも大き
く、ＬＥＤ発光素子１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．
０）に近くなっている。このため、図１に示される全反
射臨界角αは、図７に示される全反射臨界角βよりも大
きくなる。すなわち、上記実施形態のチップ型ＬＥＤ１
０では、ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射して内部に戻
る光６の量が、エポキシ樹脂を封止体としている従来の
チップ型ＬＥＤよりも少なくなる。ＬＥＤ発光素子１か
ら放出されて封止体である低融点ガラス３に入射する光
の量が多くなるので、チップ型ＬＥＤ１０は、従来のも
のよりも発光効率に優れている。
【００２２】チップ型ＬＥＤ１０の製造方法の一例を以
下に示す。先ず、予め表面および裏面の滴部に配線パタ
ーン４を形成した材料基板に複数の溝を掘り、溝の内面
に導体被膜を形成しておく。次に、材料基板における溝
と溝との間の棒状部分において、ＬＥＤ発光素子１の底
面側の電極７と棒状部分の配線パターン４とをボンディ
ングし、ＬＥＤ発光素子１上面のワイヤボンディング用
電極パッド５にワイヤＷをボンディングする。ワイヤＷ
の他端部を配線パターン４にボンディングしてから、例
えばカーボン製の金型を被せて材料基板上のＬＥＤ発光
素子１およびワイヤＷを覆う。金型には、封止体注入用
の穴が開いている。この穴から液状の低融点ガラス３を
金型内に流し込み、低融点ガラス３を固化させることで
材料基板に接合する。接合が終了してから金型を取り外
し、材料基板の棒状部分を溝に対して垂直方向にをカッ
トすると、本願発明に係るチップ型ＬＥＤ１０を複数得
ることができる。
下に示す。先ず、予め表面および裏面の滴部に配線パタ
ーン４を形成した材料基板に複数の溝を掘り、溝の内面
に導体被膜を形成しておく。次に、材料基板における溝
と溝との間の棒状部分において、ＬＥＤ発光素子１の底
面側の電極７と棒状部分の配線パターン４とをボンディ
ングし、ＬＥＤ発光素子１上面のワイヤボンディング用
電極パッド５にワイヤＷをボンディングする。ワイヤＷ
の他端部を配線パターン４にボンディングしてから、例
えばカーボン製の金型を被せて材料基板上のＬＥＤ発光
素子１およびワイヤＷを覆う。金型には、封止体注入用
の穴が開いている。この穴から液状の低融点ガラス３を
金型内に流し込み、低融点ガラス３を固化させることで
材料基板に接合する。接合が終了してから金型を取り外
し、材料基板の棒状部分を溝に対して垂直方向にをカッ
トすると、本願発明に係るチップ型ＬＥＤ１０を複数得
ることができる。
【００２３】上記実施形態におけるプリント配線基板２
としては、セラミックスのほか、合成樹脂製の板状基板
や金属製基板を使用しても差し支えない。
としては、セラミックスのほか、合成樹脂製の板状基板
や金属製基板を使用しても差し支えない。
【００２４】図３は、本願発明に係るＬＥＤランプ３０
の一実施例を示す要部断面図である。ＬＥＤランプ３０
は、下端部がそれぞれ基板（図示略）にハンダ付けされ
るリード３１，３２，３３を備えている。リード３１に
は、凹状の反射皿３１ａが形成される。反射皿３１ａに
は、ＬＥＤ発光素子１がボンディングされている。ＬＥ
Ｄ発光素子１は、リード３２，３３にワイヤＷを介して
ボンディングされる。反射皿３１ａの周辺部分は、低融
点ガラス３によって封止されている。尚、先に述べたチ
ップ型ＬＥＤ１０と同様、ＬＥＤ発光素子１の屈折率
（ｎL ）は２．３〜４．０程度、低融点ガラス３の屈折
率（ｎG ）は２．０程度である。
の一実施例を示す要部断面図である。ＬＥＤランプ３０
は、下端部がそれぞれ基板（図示略）にハンダ付けされ
るリード３１，３２，３３を備えている。リード３１に
は、凹状の反射皿３１ａが形成される。反射皿３１ａに
は、ＬＥＤ発光素子１がボンディングされている。ＬＥ
Ｄ発光素子１は、リード３２，３３にワイヤＷを介して
ボンディングされる。反射皿３１ａの周辺部分は、低融
点ガラス３によって封止されている。尚、先に述べたチ
ップ型ＬＥＤ１０と同様、ＬＥＤ発光素子１の屈折率
（ｎL ）は２．３〜４．０程度、低融点ガラス３の屈折
率（ｎG ）は２．０程度である。
【００２５】低融点ガラス３の屈折率（ｎG ≒２．０）
は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）よりも大き
く、ＬＥＤ発光素子１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．
０）に近いものである。チップ型ＬＥＤ１０のところで
述べたように、低融点ガラス３を封止体とする上記ＬＥ
Ｄランプ３０では、ＬＥＤ発光素子１と封止体との境界
での全反射臨界角は、エポキシ樹脂を封止体とする従来
のＬＥＤランプにおける同全反射臨界角よりも大きいも
のとなる。上記実施形態のＬＥＤランプ３０において、
ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射する光６の量は、エポ
キシ樹脂を封止体とする従来のＬＥＤランプよりも少な
くなる。従って、ＬＥＤランプ３０の発光効率は、従来
のＬＥＤランプよりも優れている
は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）よりも大き
く、ＬＥＤ発光素子１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．
０）に近いものである。チップ型ＬＥＤ１０のところで
述べたように、低融点ガラス３を封止体とする上記ＬＥ
Ｄランプ３０では、ＬＥＤ発光素子１と封止体との境界
での全反射臨界角は、エポキシ樹脂を封止体とする従来
のＬＥＤランプにおける同全反射臨界角よりも大きいも
のとなる。上記実施形態のＬＥＤランプ３０において、
ＬＥＤ発光素子１の表面で全反射する光６の量は、エポ
キシ樹脂を封止体とする従来のＬＥＤランプよりも少な
くなる。従って、ＬＥＤランプ３０の発光効率は、従来
のＬＥＤランプよりも優れている
【００２６】ＬＥＤランプ３０の製造方法の一例を以下
に示す。先ず、リードフレーム（図示略）の所定のリー
ド３１の先端に、ポンチ等を用いて加圧成形を施し、反
射皿３１ａを形成する。反射皿３１ａの底面部にＬＥＤ
発光素子１をボンディングし、ＬＥＤ発光素子１とリー
ド３２，３３の先端とをワイヤＷでボンディングする。
次に、ランプ部分成形用のカーボン製金型に液状の低融
点ガラス３を流し込み、リード３１，３２，３３を低融
点ガラス３に浸す。低融点ガラス３が固化してから、金
型を取り外すと上記のＬＥＤランプ３０を得ることがで
きる。
に示す。先ず、リードフレーム（図示略）の所定のリー
ド３１の先端に、ポンチ等を用いて加圧成形を施し、反
射皿３１ａを形成する。反射皿３１ａの底面部にＬＥＤ
発光素子１をボンディングし、ＬＥＤ発光素子１とリー
ド３２，３３の先端とをワイヤＷでボンディングする。
次に、ランプ部分成形用のカーボン製金型に液状の低融
点ガラス３を流し込み、リード３１，３２，３３を低融
点ガラス３に浸す。低融点ガラス３が固化してから、金
型を取り外すと上記のＬＥＤランプ３０を得ることがで
きる。
【００２７】上記実施形態では、反射皿３１ａ上に２個
のＬＥＤ発光素子１がボンディングされた例を説明した
が、本願発明はこれに限定されることはない。１個ある
いは３個以上のＬＥＤ発光素子１がボンディングされる
ＬＥＤランプについても、本願発明を適用することが可
能である。
のＬＥＤ発光素子１がボンディングされた例を説明した
が、本願発明はこれに限定されることはない。１個ある
いは３個以上のＬＥＤ発光素子１がボンディングされる
ＬＥＤランプについても、本願発明を適用することが可
能である。
【００２８】図４は、本願発明に係るＬＥＤディスプレ
イＡの一実施例を示す正面図である。図５は、図４のＸ
１−Ｘ１線拡大断面図である。図６は、図４のＸ２−Ｘ
２線拡大断面図である。
イＡの一実施例を示す正面図である。図５は、図４のＸ
１−Ｘ１線拡大断面図である。図６は、図４のＸ２−Ｘ
２線拡大断面図である。
【００２９】このＬＥＤディスプレイＡは、いわゆる７
セグメントタイプと称されるものであり、反射ケース１
１、反射ケース１１の裏面側に配置されたリードフレー
ム５０、リードフレーム５０にボンディングされたＬＥ
Ｄ発光素子１を具備している。リードフレーム５０の裏
面は、不透明な暗色系の合成樹脂２０によって封止され
ている。
セグメントタイプと称されるものであり、反射ケース１
１、反射ケース１１の裏面側に配置されたリードフレー
ム５０、リードフレーム５０にボンディングされたＬＥ
Ｄ発光素子１を具備している。リードフレーム５０の裏
面は、不透明な暗色系の合成樹脂２０によって封止され
ている。
【００３０】反射ケース１１の表面（上面）には、七つ
の棒状の発光セグメント１２が８の字状に配列して設け
られている。これらの発光セグメント１２は、図５およ
び図６に示されるように、反射ケース１１に設けられた
セグメント窓孔１３と、セグメント窓孔１３内の底部で
あるリードフレーム５０にボンディングされたＬＥＤ発
光素子１と、セグメント窓孔１３内に充填されて硬化し
ている低融点ガラス３とで構成されている。低融点ガラ
ス３は、光拡散剤を含んでいる。なお、先に述べたチッ
プ型ＬＥＤ１０のときと同様、ＬＥＤ発光素子１の屈折
率（ｎL ）は２．３〜４．０程度、低融点ガラス３の屈
折率（ｎG ）は２．０程度である。
の棒状の発光セグメント１２が８の字状に配列して設け
られている。これらの発光セグメント１２は、図５およ
び図６に示されるように、反射ケース１１に設けられた
セグメント窓孔１３と、セグメント窓孔１３内の底部で
あるリードフレーム５０にボンディングされたＬＥＤ発
光素子１と、セグメント窓孔１３内に充填されて硬化し
ている低融点ガラス３とで構成されている。低融点ガラ
ス３は、光拡散剤を含んでいる。なお、先に述べたチッ
プ型ＬＥＤ１０のときと同様、ＬＥＤ発光素子１の屈折
率（ｎL ）は２．３〜４．０程度、低融点ガラス３の屈
折率（ｎG ）は２．０程度である。
【００３１】ＬＥＤ発光素子１から放出された光は、光
拡散剤を含む低融点ガラス３に入射してセグメント窓孔
１３内で拡散する。光の拡散によって、発光セグメント
１２全体が光って見えるようになる。低融点ガラス３が
光拡散剤を含むので、ＬＥＤディスプレイＡの発光効率
を高めるには、ＬＥＤ発光素子１から低融点ガラス３に
入射する光の量を多くすればよい。
拡散剤を含む低融点ガラス３に入射してセグメント窓孔
１３内で拡散する。光の拡散によって、発光セグメント
１２全体が光って見えるようになる。低融点ガラス３が
光拡散剤を含むので、ＬＥＤディスプレイＡの発光効率
を高めるには、ＬＥＤ発光素子１から低融点ガラス３に
入射する光の量を多くすればよい。
【００３２】低融点ガラス３の屈折率（ｎG ≒２．０）
は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）よりも大き
く、ＬＥＤ発光素子１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．
０）に近い。このため低融点ガラス３を封止体とする
と、ＬＥＤ発光素子１と封止体との境界における全反射
臨界角は、エポキシ樹脂を封止体としたときの同全反射
臨界角よりも大きくなる。すなわち、上記実施形態のＬ
ＥＤディスプレイＡでは、ＬＥＤ発光素子１の表面で全
反射する光の量が、エポキシ樹脂を封止体とした従来の
ＬＥＤディスプレイよりも少なくなる。従って、ＬＥＤ
ディスプレイＡは、従来のＬＥＤディスプレイよりも発
光効率に優れたものとなる。
は、エポキシ樹脂の屈折率（ｎE ≒１．５）よりも大き
く、ＬＥＤ発光素子１の屈折率（ｎL ≒２．３〜４．
０）に近い。このため低融点ガラス３を封止体とする
と、ＬＥＤ発光素子１と封止体との境界における全反射
臨界角は、エポキシ樹脂を封止体としたときの同全反射
臨界角よりも大きくなる。すなわち、上記実施形態のＬ
ＥＤディスプレイＡでは、ＬＥＤ発光素子１の表面で全
反射する光の量が、エポキシ樹脂を封止体とした従来の
ＬＥＤディスプレイよりも少なくなる。従って、ＬＥＤ
ディスプレイＡは、従来のＬＥＤディスプレイよりも発
光効率に優れたものとなる。
【００３３】上記ＬＥＤディスプレイＡの製造方法の一
例を以下に示す。先ず、セグメント窓孔１３の上部開口
部分を塞ぐように、反射ケース１１の表面側にマスキン
グを施し、その後、反射ケース１１の裏面側からセグメ
ント窓孔１３内に低融点ガラス３を注入する。次いで、
リードフレーム５０にボンディングされているＬＥＤ発
光素子１をセグメント窓孔１３の底部に配置し、低融点
ガラス３を硬化させてＬＥＤディスプレイＡを得る。
例を以下に示す。先ず、セグメント窓孔１３の上部開口
部分を塞ぐように、反射ケース１１の表面側にマスキン
グを施し、その後、反射ケース１１の裏面側からセグメ
ント窓孔１３内に低融点ガラス３を注入する。次いで、
リードフレーム５０にボンディングされているＬＥＤ発
光素子１をセグメント窓孔１３の底部に配置し、低融点
ガラス３を硬化させてＬＥＤディスプレイＡを得る。
【００３４】上記実施形態では、リードフレーム５０に
ＬＥＤ発光素子１をボンディングしたＬＥＤディスプレ
イの一例を説明したが、本願発明はこのものに限定され
ることはない。ＬＥＤ発光素子１をプリント配線基板に
ボンディングしたタイプのＬＥＤディスプレイにも適用
することが可能である。また、ＬＥＤ発光素子１を基板
にボンディングしたＬＥＤディスプレイとしては、基板
にリードピンを取り付けたタイプもあり、本願発明は何
れの場合にも適用可能である。
ＬＥＤ発光素子１をボンディングしたＬＥＤディスプレ
イの一例を説明したが、本願発明はこのものに限定され
ることはない。ＬＥＤ発光素子１をプリント配線基板に
ボンディングしたタイプのＬＥＤディスプレイにも適用
することが可能である。また、ＬＥＤ発光素子１を基板
にボンディングしたＬＥＤディスプレイとしては、基板
にリードピンを取り付けたタイプもあり、本願発明は何
れの場合にも適用可能である。
【００３５】このようにチップ型ＬＥＤ１０、ＬＥＤラ
ンプ３０、ＬＥＤディスプレイＡは、低融点ガラス３を
封止体とすることで、発光効率が高められている。低融
点ガラス３が水分を吸わないので、上記チップ型ＬＥＤ
１０等は、使用環境の変化にも耐えられるものとなる。
低融点ガラス３との接合性を考慮してプリント配線基板
２の材質をセラミックスにすることで、チップ型ＬＥＤ
１０の耐熱性も向上する。
ンプ３０、ＬＥＤディスプレイＡは、低融点ガラス３を
封止体とすることで、発光効率が高められている。低融
点ガラス３が水分を吸わないので、上記チップ型ＬＥＤ
１０等は、使用環境の変化にも耐えられるものとなる。
低融点ガラス３との接合性を考慮してプリント配線基板
２の材質をセラミックスにすることで、チップ型ＬＥＤ
１０の耐熱性も向上する。
【００３６】以上、本願発明に係るチップ型ＬＥＤ、Ｌ
ＥＤランプ、ＬＥＤディスプレイの一実施例を説明した
が、本願発明はこれらに限定されず、特許請求の範囲に
含まれる範囲内で種々な変形を施すことも可能であり、
その中には各構成要素を均等物で置換したものも含まれ
る。
ＥＤランプ、ＬＥＤディスプレイの一実施例を説明した
が、本願発明はこれらに限定されず、特許請求の範囲に
含まれる範囲内で種々な変形を施すことも可能であり、
その中には各構成要素を均等物で置換したものも含まれ
る。
【図１】本願発明に係るチップ型ＬＥＤの一実施例を示
す要部断面図である。
す要部断面図である。
【図２】本願発明に係るチップ型ＬＥＤによる発光状態
を示す一部拡大断面図である。
を示す一部拡大断面図である。
【図３】本願発明に係るＬＥＤランプの一実施例を示す
要部断面図である。
要部断面図である。
【図４】本願発明に係るＬＥＤディスプレイの一実施例
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図５】図４のＸ１−Ｘ１線拡大断面図である。本願発
明に係る一実施例を示す断面図である。
明に係る一実施例を示す断面図である。
【図６】図４のＸ２−Ｘ２線拡大断面図である。
【図７】従来のチップ型ＬＥＤによる発光状態を示す一
部拡大断面図である。
部拡大断面図である。
１ ＬＥＤ発光素子 ２ プリント配線基板 ３ 低融点ガラス ６ 光 １０ チップ型ＬＥＤ １１ 反射ケース １２ 発光セグメント １３ セグメント窓孔 ３０ ＬＥＤランプ ３１，３２，３３ リード ５０ リードフレーム Ｗ ワイヤ Ａ ＬＥＤディスプレイ
Claims (6)
- 【請求項１】 プリント配線基板にボンディングされて
いるＬＥＤ発光素子が封止体で覆われているチップ型Ｌ
ＥＤにおいて、上記封止体は低融点ガラスであることを
特徴とする、チップ型ＬＥＤ。 - 【請求項２】 上記低融点ガラスの屈折率は２程度であ
り、上記ＬＥＤ発光素子の屈折率は２．３〜４．０程度
であることを特徴とする、請求項１に記載のチップ型Ｌ
ＥＤ。 - 【請求項３】 リードフレームにボンディングされてい
るＬＥＤ発光素子が封止体で覆われているＬＥＤランプ
において、上記封止体は低融点ガラスであることを特徴
とする、ＬＥＤランプ。 - 【請求項４】 上記低融点ガラスの屈折率は２程度であ
り、上記ＬＥＤ発光素子の屈折率は２．３〜４．０程度
であることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤラン
プ。 - 【請求項５】 反射ケースに設けられたセグメント窓孔
の底部にあるリードフレームまたはプリント配線基板に
ＬＥＤ発光素子がボンディングされており、上記ＬＥＤ
発光素子は、上記セグメント窓孔内に充填されて硬化し
ている低融点ガラスによって封止されていることを特徴
とする、ＬＥＤディスプレイ。 - 【請求項６】 上記低融点ガラスの屈折率は２程度であ
り、上記ＬＥＤ発光素子の屈折率は２．３〜４．０程度
であることを特徴とする、請求項５に記載のＬＥＤディ
スプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34596497A JPH11177129A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | チップ型ｌｅｄ、ｌｅｄランプおよびｌｅｄディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34596497A JPH11177129A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | チップ型ｌｅｄ、ｌｅｄランプおよびｌｅｄディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11177129A true JPH11177129A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18380210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34596497A Pending JPH11177129A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | チップ型ｌｅｄ、ｌｅｄランプおよびｌｅｄディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11177129A (ja) |
Cited By (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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